BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHẠM THỊ THU TRANG TỔNG HỢP 2 ((6 BROMO 9 ETHYL 9H CARBAZOL 3YL)METHYLENE)HYDRAZINECARBOTHIOAMI DE, KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TẠO PHỨC VỚI Cu(II[.]
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHẠM THỊ THU TRANG TỔNG HỢP 2-((6-BROMO-9-ETHYL-9H-CARBAZOL3YL)METHYLENE)HYDRAZINECARBOTHIOAMI DE, KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TẠO PHỨC VỚI Cu(II), Zn(II) VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG LÀM THUỐC THỬ TRONG PHÂN TÍCH TRẮC QUANG Chun ngành : KỸ THUẬT HĨA HỌC Mã chuyên ngành : 60520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Bời TS Trần Nguyễn Minh Ân Người phản biện 1: Người phản biện 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: - Chủ tịch Hội đồng - Phản biện - Phản biện - Ủy viên - Thư ký CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC PGS.TS Nguyễn Văn Cường BỘ CƠNG THƯƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: PHẠM THỊ THU TRANG MSHV: 16083211 Ngày, tháng, năm sinh: 10/09/1993 Nơi sinh: Cần Thơ Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa Học Mã chuyên ngành: 60520301 I TÊN ĐỀ TÀI: Tổng hợp 2-((6-bromo-9-ethyl-9H-carbazol-3 yl) methylene) hydrazinecarbothioamide, khảo sát khả tạo phức với Cu(II), Zn(II) định hướng sử dụng làm thuốc thử phân tích trắc quang NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tiến hành tổng hợp phức chất ion kim loại Cu(II), Zn(II) với dẫn xuất thiosemicarbazone qua bước thu phức chất nhận diện cấu trúc chất trung gian (1-4) phương pháp phân tích hóa lý IR, 1H 13C NMR, DEPT Ngoài ra, phức chất (5), (6) phân tích tương quan hai chiều HSQC, HMBC, kết hợp trao đổi với D2O proton n-H phổ khối phân giải cao Khỏa sát điều kiện ảnh hưởng đến khả tạo phức phương pháp quang phổ UV-Vis II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Theo QĐ số 591/QĐ-ĐHCN ngày 01/02/2018 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01 tháng 12 năm 2018 IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Trần Nguyễn Minh Ân Tp Hồ Chí Minh, ngày NGƯỜI HƯỚNG DẪN tháng năm 2018 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TS Trần Nguyễn Minh Ân TRƯỞNG KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC PGS.TS Nguyễn Văn Cường LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn khóa học trước tiên cho tơi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn TS Trần Nguyễn Minh Ân, Ths.NCS Nguyễn Minh Quang truyền đạt kỹ kiến thức bản, kinh nghiệm quý báu tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Bên cạnh tơi vơ biết ơn đến dạy dỗ, động viên, hỗ trợ PGS.TS Nguyễn Văn Cường, thầy cô khoa Công nghệ Hóa Học tạo điều kiện sở vật chất q trình tơi tiến hành thực nghiệm Tôi không quên gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Mai Đình Trị với anh chị, bạn bè hết lịng giúp đỡ tơi suốt q trình học tập làm thực nghiệm Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình ln bên cạnh ủng hợ, tạo điều kiện thuận lợi chỗ dựa vững tinh thần để tơi vượt qua khó khăn, vững niềm tin hoàn thành luận văn Tuy hồn thành cịn hạn chế thiếu sót nên tơi rất mong nhận đóng góp, chỉnh sửa để luận văn hồn thiện đầy đủ Trân trọng, i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Trong nghiên cứu này, hợp chất 2-((6-bromo-9-ethyl-9H-carbazol-3yl) methylene)hydrazinecarbothioamide (Caz-TSC) phức chất (Caz-TSC) với ion kim loại Cu2+, Zn2+ tổng hợp từ tác chất ban đầu carbazole qua bước Trung gian (1)-(3): phân tích phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR), phổ cợng hưởng từ 1H, 13C-NMR kết hợp với kỹ thuật DEPT (90, 135 CPD) Trung gian (4) phân tích phổ FT-IR, 1H, 13C-NMR kết hợp với kỹ thuật DEPT (90, 135 CPD) phổ khối phân giải cao (HR-MS) Các phức chất Cu-Caz-TSC (5), Zn-Caz-TSC (6) phân giải phép phân tích hóa lý phổ FT-IR, 1H, 13C-NMR, kỹ thuật DEPT (90, 135 CPD) HR-MS Ngoài (5), (6) phân tích phổ tương quan hai chiều HSQC HMBC, kết hợp trao đổi proton N-H với D2O phổ EDX Khảo sát khả tạo phức phương pháp phổ UV-Vis Trung gian (4) (5) thử hoạt tính sinh học kháng ung thư: MCF-7, Hep-G2, NCI H460 Từ khóa: Carbazole, thiosemicarbazone, Cu-thiosmeicarbazone complex, Cuthiosmeicarbazone complex ii ABSTRACT The 2-((6-bromo-9-ethyl-9H-carbazol-3yl) methylene)hydrazinecarbothioamide compound, abbreviation (Caz-TSC) and complexes between (Caz-TSC) and Cu2 +, Zn2 + metal ions were total synthesized respectively from carbazole via reaction steps The intermediates (1) to (3) are also identified advanced spectra as infrared spectroscopy (FT-IR), 1H, 13C- NMR and combination with DEPT technique as 90, 135 and CPD The intermediate (4), a thiosemicarbazide compound was fully analyzed spectra not only FT-IR, 1H, and 13C-NMR combination with DEPT (90, 135 and CPD) but also high resolution mass (HR-MS) spectra The Cu-Caz-TSC (5), Zn-Caz-TSC (6) complexes are fully resolved by advanced physical chemistry methods such as FT-IR, 1H, and 13C-NMR spectra, DEPT technique (90, 135 and CPD) and HR-MS In addition (5) and (6) complexes were analyzed by HSQC and HMBC two-dimensional correlation spectra and combined with the exchange technique of proton N-H with D2O, EDX The (5) and (6) complexes also are make reactions to form complexes by UV-Vis spectroscopy method by (4) and metal ions reactions respectively The intermediate (4) and (5) complex compound are also tested anti-cancer activity in cancer cell lines as MCF-7, Hep-G2 and NCI H460 in vitro The test results indicated that (4) and (5) compounds have low activities Keywords: Carbazole, Thiosemicarbazone, Copper-thiosmeicarbazone, Zincthiosmeicarbazone, Cytotoxicity iii LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Phạm Thị Thu Trang học viên cao học chuyên ngành Kỹ thuật Hóa Học, lớp CHKTHO6B trường Đại học Cơng Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh Cam đoan rằng: - Những kết quả nghiên cứu trình bày luận văn cơng trình riêng tơi hướng dẫn giảng viên TS Trần Nguyễn Minh Ân, giảng viên NCS Nguyễn Minh Quang trường Đại học Cơng Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh - Những kết quả nghiên cứu tác giả khác số liệu sử dụng luận văn có trích dẫn đầy đủ Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm nghiên cứu Học viên Phạm Thị Thu Trang iv MỤC LỤC MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH ẢNH ix DANH MỤC BẢNG BIỂU xiii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xvi MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN Thiosemicarbazone Lịch sử Thiosemicarbazone Một số nghiên dẫn xuất thiosemicarbazone ứng dụng thuốc thử xác định ion kim loại Hợp chất carbazole Lịch sử carbazole 10 Đặc điểm carbazole 10 Một số nghiên cứu 10 Phức chất kim loại đồng 13 Lịch sử phức chất ion kim loại đồng 13 Mợt số nghiên cứu hoạt tính sinh học phức đồng với thiosemicarbazone 13 Phức chất ion kim loại kẽm 18 Lịch sử phức chất ion kim loại kẽm 18 Một số nghiên cứu hoạt tính sinh học phức kẽm với thiosemicarbazone 19 Cơ sở lý thuyết lượng tử 24 Phương pháp học phân tử 24 Phương pháp học lượng tử 26 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 28 Phương pháp nghiên cứu hóa lượng tử 31 Chọn giải thuật 31 v Tính tốn lượng tử 32 Tổng hợp hợp chất trung gian (1) 32 Phương trình phản ứng 32 Hóa chất 33 Dụng cụ thí nghiệm 34 Quy trình thực nghiệm 34 Kiểm tra phản ứng xử lý sản phẩm 35 Tổng hợp hợp chất trung gian (2) 38 Phương trình phản ứng 38 Hóa chất 38 Dụng cụ thí nghiệm 39 Quy trình thực nghiệm 40 Kiểm tra phản ứng xử lý sản phẩm 41 Tổng hợp hợp chất trung gian (3) 42 Phương trình phản ứng 42 Hóa chất 43 Dụng cụ thí nghiệm 43 Quy trình thực nghiệm 44 Kiểm tra phản ứng xử lý sản phẩm 45 Tổng hợp hợp chất Caz-TSC (4) 47 Phương trình phản ứng 47 Hóa chất 47 Dụng cụ thực nghiệm 48 Quy trình thực nghiệm 48 Kiểm tra phản ứng thu sản phẩm 49 Phản ứng tổng hợp phức chất ion kim loại Đồng 50 Phương trình phản ứng 50 Hóa chất 51 Dụng cụ thí nghiệm 51 Quy trình thực nghiệm 52 Phản ứng tổng hợp phức chất ion kim loại Kẽm 53 vi Phương trình phản ứng 53 Hóa chất 53 Dụng cụ thí nghiệm 54 Quy trình thực nghiệm 54 Xác định khảo sát yếu tố ảnh hưởng khả tạo phức Caz-TSC với Cu2+, Zn2+ 55 Hóa chất 55 Dụng cụ thí nghiệm 55 Quy trình thực nghiệm 55 Kiểm tra xác định cấu trúc 57 Phương pháp phân tích phổ UV-Vis 57 Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại FT-IR 57 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR 57 Phương pháp phân tích phân giải HR-MS 58 Phương pháp phân tích EDX 58 Phương pháp phân tích hóa sinh 58 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 59 Kết quả nghiên cứu lý thuyết phức chất 59 Chọn giải thuật 59 Cấu trúc phức phức 60 Kết quả tham số cấu trúc hóa lý 62 Hiệu śt phản ứng phân tích hóa lý hợp chất (1) 63 Hiệu suất phản ứng 63 Phân tích hóa lý 63 Hiệu suất phản ứng phân tích hóa lý hợp chất (2) 66 Hiệu suất phản ứng 66 Phân tích hóa lý 67 Hiệu suất phản ứng phân tích hóa lý hợp chất (3) 70 Hiệu suất phản ứng 70 Phân tích hóa lý 71 Hiệu suất phản ứng phân tích hóa lý hợp chất (4) 74 Hiệu suất phản ứng 74 vii ... hydrazinecarbothioamide, khảo sát khả tạo phức với Cu(II), Zn(II) định hướng sử dụng làm thuốc thử phân tích trắc quang NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tiến hành tổng hợp phức chất ion kim loại Cu(II), Zn(II) với dẫn xuất... 21 Hình 1 .25 Cấu trúc phức Zn(II) với phối tử thiosemicarbazone 22 Hình 1 . 26 Cấu trúc phức Zn(II) với thiosemicarbazone 22 Hình 1 .27 Cấu trúc phức Zn(II), Cu(II) với dẫn xuất... thioseimicarbazole 19 Hình 1 .22 Cấu trúc ligand tạo phức với Zn(II) 20 Hình 1 .23 Cấu trúc phức Zn(thacpyr )2 20 Hình 1 .24 Cấu trúc phức Zn(II) Cu(II) với dẫn xuất dựa thiosemicarbazone